转子平衡机的原理和方法

感
感
器
器
I
摆架A
源自文库
II
摆架B
硬支承和软支承平衡 机
硬支承平衡机的摆架
软支承平衡机的摆架
硬支承和软支承平衡机的对
比
比较项目
硬支承平衡机
软支承平衡机
不平衡的 检测方式 平衡时的 轴承条件 平衡所需 的时间 解算电路 的调整
平衡精度
适用范围
直接检测不平衡力
轴承刚度大，比较接 近转子实际工作条件
启动、停车快，效率 高 不需加试重调整，不 需试车标定，操作容 易 一般可达 0.5 微米，很 难进一步提高 适用性广 转子尺寸、外形经常 变化的场合 结构坚固，适用于车 间等现场
多跨转子的模态响应圆
响应圆有助于判别不平衡所在的跨和轴向位置。
评价某种平衡方法的原则
平衡精度高 平衡时，开车次数少。 校正质量数目少，总质量小。 测试仪器和设备较少。 对操作者的技术水平没有过高的要
求。
在第二临界转速附近，平衡转子的第二 阶模态不平衡，等。直到工作转速下那 一阶为止。
由于各模态的正交性，各阶模态的平衡 不会相互影响。
挠性转子的影响系数平衡 法
为刚性转子影响系数法的直接推广。不同处 在于：
平衡转速数为 N >1 振动测点数为 M >2 校正平面数为 K >2 当N M < K时，方程过定。应放弃一些校 正平面。
需要无数个 校
正质量才能达 到
理想的平衡。
这不可能， 也
转子的不平衡 按模态分解
转子的任意不 平衡可以按模态 分解。
然后，按模态 逐阶平衡。
由于模态的正 交性，各阶模态 的平衡不会相互
挠性转子的模态平衡法
根据转子的振型选择校正平面，对应各 阶模态计算的各校正质量的比例。
在第一临界转速附近，平衡转子的第一 阶模态不平衡。
1
B1 B0 Q1
B
4.平面II 内加试重Q2，测得振动A2，B
A
AI
幅
相
值
位
5.计算影响系数
2
A2 A0 , Q2
2
B2 B0 Q2
6.按下式求得校正质量P1，P2。
转 速
11PP11
2 P2 2 P2
A0 B0
小不平衡的转大 子不平衡的真实分布
和方位沿轴线 是
随机分布的。
o
K • 把试重Q 按 的方向转动一
P
相角 正
角，此即为校正重的正确方
Q
位。
o
A1
相角
A0 正
A1- A0
• 校正重 P 的大小为：
P Q A0 A1 A0
双面平衡的布置和方
法
II
B 1.测原始振动A0，B0。
2.平面I 内加试重Q1，测得振动A1，B
3.计算影响系数
1
A1 A0 , Q1
直接检测不平衡产生的 振动 轴承刚度低、振动大， 与转子实际工作条件差 别较大 启动、停车费时，测试 时间长 需加试重调整，需试车 标定，操作较费事
一般可达 0.5 微米，高 精度的可达 0.005 微米 大批量零件的平衡 微型转子和高精度转子
单面平衡的布置和方 法
A
幅
相
值
位
1.选择加重平面、选择测点。
画键相标记，逆转向画360º相位刻度盘
2.测得原始振动A0(幅值和相位)。 3.在平衡平面内加试重Q，测得振动A1。 4.计算影响系数
A1 A0
Q 转 5.按下式求得校正质量P。 速
P A0
单面平衡的作图解法
• 作A0和A1 ，求其差为A1- A0 。
• 量A1- A0 和 A0之间的夹角为 。
当N M = K时，方程有唯一解。可求得一
模态响应圆（振型圆 ）
不同转速下的响应 矢量联起来成为模 态响应圆。
在转子升速或降速 时，连续测量可以 得到模态响应圆。
临界转速对应于响 应圆的直径。
不平衡方向领先于
单跨转子的模态响应圆
两阶临界转速 对应两个模态 响应圆。
不平衡在平面I ，轴承A的两个 响应圆直径夹 角为锐角；轴 承B的两个响应 圆直径夹角为
离心惯性力系合成为一合力和一合力偶
不平衡向两个平面的分 解
刚性转子的 任意不平衡可 以向两个平面 内分解。
故刚性转子 都可以用两个 校正质量来达 到平衡。
静平衡的布置
转子
oC
水平导轨
W
水平导轨
转子
oC
W
滚轮架
滚轮架
平衡机的原
理
转 速
幅值 I
相位 I 幅值 II 相位 II
驱动 电机
解算
传
电路
传
0.5nc1 <n <0.7nc1 称为准刚性转子。
n >0.7nc1
称为挠性转子。
其中, nc1 为第一阶临界转速， n 为转子的工作转 速。
刚性转子和挠性转子有完全不同的平衡方 法。
刚性转子不平衡的形 式
静不平衡
离心惯性力系有合 力
偶不平衡
离心惯性力系有合力 偶
动不平衡 = 静不平衡 + 偶不 平衡
转子平衡 的
原理和方法
本章内
容
转子不平衡的原因和 n 刚性转子的平衡方
危害
法
转子不平衡的分类
静平衡
刚性转子和挠性转子 单面动平衡
双面动平衡
平衡机
n 挠性转子的平衡方
硬支承平衡机
法
软支承平衡机
振型平衡法
影响系数法
转子不平衡的原因和危 害
不平衡的原因
转子结构不对称。 材质不均匀，制造误差、安装误差。 运行中零部件的变形、移位、结垢、 破损。
不平衡的危害 转子振动和应力大，运行不安全。 恶化环境，浪费能源。
转子平衡的方法和设
备
刚性转子
挠性转子
静平衡
影响系数法。
单面平衡 平衡法）。
振型平衡法（模态
双面平衡。
其他综合方法。
平衡设备
平衡机：专用、通用，硬支承、软支承 ，卧式、
立式，机电式、计算机化，等
刚性转子与挠性转
子
n <0.5nc1
称为刚性转子。